WindSat海表面温度产品误差的空间分布研究

摘 要：将2006-2015年的WindSat SST数据与Hadley中心的HadISST海温数据进行对比分析，探究误差的空间分布。WindSat海温与Hadley海温总体误差较小，西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差较大。北半球较大误差分布区域7月份向北移动，1月份向南移动。

关键词：卫星遥感；海表面温度；WindSat；HadISST；空间分布

卫星遥感海表面温度具有获取范围广、时间和空间连续等优点。微波卫星遥感相比于红外卫星遥感具有不受云层干扰[ 1 ]的优势。由于辐射计探测角度的变化以及海况的不同，卫星遥感的全球海温资料有着区域适应性，即在不同区域的误差存在差异。本文利用Hadley中心的HadISST海温资料对WindSat海温产品进行对比分析，探究WindSat海温产品在全球范围内的误差分布状况。

1 数据及方法

1.1 WindSat数据

WindSat是全球首个星载全极化微波辐射计（2003年1月发射，搭载于Coriolis卫星），其反演算法由AMSR-E的海表面温度反演方法（即多元线性回归算法）改进得到[ 2 ] 。本文使用2006-2015年1月和7月的第7版WindSat SST全球月平均数据，该数据由RSS（Remote Sensing System）处理发布，空间分辨率为0.25°×0.25°。

1.2 HadISST数据

HadISST（Hadley Center Sea Ice and Sea Surface Temperature）是由全球月平均海温数据和海冰数据组成的数据集，由隶属于英国气象局（Met Office）的Hadley中心制作发布。该数据集中的海温数据被广泛应用。HadISST的实测海温资料来源于MDB（Met Office Data Bank），MDB资料的缺失部分由COADS（Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set）资料替代。HadISST数据为格点数据，分辨率为1°×1°，海温数据的时间覆盖1870年至今。本文使用2006-2015年1月和7月的HadISST数据，获取来源为Met Office官方网站http：//www.metoffice .gov.uk/hadobs/hadisst/。

1.3 匹配方法

WindSat SST空间分辨率为0.25°×0.25°，HadISST海温资料空间分辨率为1°×1°，在比较分析之前，首先将WindSat SST权重平均至1°×1°格点，使WindSat SST数据与HadISST数据格点相吻合。

2 误差空间分布

本节将WindSat SST和英国气象局哈德莱（Hadley）中心发布的海温资料HadISST1进行对比。选取2005～2014年10年间WindSat SST月平均数据与HadISST1月平均海温资料。

图1为1月和7月份WindSat SST与HadISST1平均偏差的10年平均值全球分布。大部分海域，WindSat SST与HadISST1差异较小，在±0.1℃以内。但是西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差较大，南部大洋偏差较大的海域分布在30°S～60°S之间且近似呈现纬向条带状。一些沿岸海域，例如日本东南沿海、美国东部沿岸以及墨西哥湾等在1月份表现出较大偏差但在7月份偏差恢复正常范围，这些可能是由于陆地和海冰的射频污染造成的。北半球偏差较大的海域在7月份比1月份北移了10°纬度左右（從45°左右移至55°左右）。为了探究WindSat-HadISST1间SST的偏差与实测海温大小是否存在联系，我们作出了对应月份HadISST1海温10年平均值的全球分布图，如图2。对比图1和图2，发现有着较大WindSat-HadISST1偏差的海域（超出±2°C）（图1）与实测海温在5～10°C之间的海域分布（图2）一致。由此看出，海表温度为5～10°C之间时WindSat SST的反演算法精度可能不够理想。

3 结论

本文以2006-2015年的WindSat SST数据为主要评估对象，与Hadley中心的HadISST海温数据进行对比，分析了误差的空间分布。WindSat海温与Hadley海温总体误差较小，西北大西洋和西北太平洋的沿岸海域偏差较大。北半球较大误差分布区域随季节变化存在移动，具体为7月份北移1月份南移。

参考文献：

[1] 姜景山.面向21世纪的中国微波遥感技术发展[J].中国工程科学，1999，1（2）：78-82.

[2] Meissner T and Wentz F.Ocean retrievals for WindSat：Radiative transfer model，algorithm，validation.OCEANS，2005.Proceedings of MTS/IEEE. IEEE：2005，130-133.

作者简介：朱恩泽（1991-），男，硕士，研究方向为卫星遥感反演及应用。